Thời gian đọc: 4 phút.
Cuộc đấu tranh để tăng hiệu suất (hiệu suất) đã diễn ra kể từ khi động cơ xuất hiện. đốt trong như vậy. Và gần như ngay lập tức sau động cơ đốt trong, họ đã cho ra đời bộ tăng áp và đơn giản là máy thổi khí cơ học. Để hiểu rõ hơn, cần biết rằng nguyên lý hoạt động của động cơ dựa trên tỷ lệ chính xác giữa nhiên liệu và không khí đi vào xi lanh động cơ. Tỷ lệ đúng này bằng 1:14,7. Ở dạng này, sự phân phối chất lượng cao của hỗn hợp khắp xi lanh và quá trình đốt cháy của nó được đảm bảo. Việc lắp đặt một tuabin, hoặc thậm chí hai tuabin dưới dạng turbo đôi, sẽ làm tăng đáng kể lượng không khí và áp suất đi vào động cơ.
Khái niệm cơ bản
Nếu chúng ta dịch theo nghĩa đen sang tiếng Anh là turbo kép, nó sẽ có dạng “turbo kép” hoặc “turbo kép”. Về nguyên tắc, cả hai lựa chọn đều đúng. Nghĩa là, ngay từ cái tên bạn có thể hiểu rằng không có một mà là hai tuabin. Có một số cách để sử dụng hai bộ tăng áp cùng một lúc:
- Đã bước.
- Song song.
- Nhất quán.
Bất kỳ hệ thống nào, bằng cách này hay cách khác, đều được điều khiển bởi một bộ điều khiển điện tử, nếu không có nó, sẽ không thể tạo ra hoạt động hiệu quả của động cơ turbo đôi. ECU điều khiển các cảm biến đầu vào của bộ tăng áp, hệ thống truyền động điện của van điều khiển không khí, nhờ đó hoạt động của turbo đôi được tinh chỉnh rất tinh vi.
Nguyên lý hoạt động song song
Turbo kép song song là hoạt động đồng thời của hai bộ tăng áp hoạt động song song với nhau. Công của hai tua bin giống hệt nhau do mỗi tua bin lấy cùng một phần khí thải. Mỗi máy nén cũng để lại cùng một lượng không khí ở cùng áp suất. Khí nén đi vào một điểm chung ống nạp, nơi mà sự phân phối xảy ra giữa các xi lanh. Turbo kép song song là điển hình cho động cơ hình chữ V, đặc biệt là động cơ diesel, trong đó mức quán tính rất quan trọng. Hai tuabin nhỏ có quán tính nhỏ hơn một tuabin lớn.
Hoạt động nhất quán
Ý nghĩa của turbo tăng áp tuần tự là các bộ tăng áp không hoạt động đồng thời mà thay thế nhau một cách tuần tự. Tức là khi động cơ khởi động, một máy nén hoạt động và theo mức độ tăng số vòng quay trục khuỷu cái thứ hai bật. Giải pháp này cho phép bạn tiết kiệm nhiên liệu và không phải sử dụng liên tục một trong các tuabin. Nhân tiện, một hệ thống turbo đôi như vậy bao gồm hai máy nén có đặc điểm giống hệt nhau. Sự chuyển tiếp giữa các tuabin cũng cung cấp đơn vị điện tử sự quản lý. Trong hệ thống như vậy, nhiệm vụ chính của nó là điều chỉnh và phân phối dòng khí đốt giữa các tuabin. Dòng khí tới máy nén thứ hai được điều khiển bởi một thiết bị đặc biệt van điện từ. Ngoài ra, các đặc tính như vậy của tua bin thường được nhập vào ECU để giảm thiểu tác dụng phụđộ trễ turbo. Việc sử dụng turbo đôi đã được thấy trên cả xăng và động cơ diesel.
Giai đoạn vận hành tuabin
Khi xem xét hệ thống giai đoạn tăng áp kép, điều quan trọng cần lưu ý là đây là hệ thống tiên tiến và có năng lực kỹ thuật tốt nhất, quyết định mức tăng hiệu quả lớn nhất. Trong một hệ thống như vậy có điều khiển điện tử cả khí cháy và dòng khí thải khí nén. Ở đây, không giống như các tùy chọn trước đó, có thể sử dụng hai bộ tăng áp có kích thước khác nhau. Khi tốc độ động cơ thấp, van xả khí cháy sẽ đóng lại. Khí đi theo hệ thống turbo đôi, đầu tiên đến một máy nén nhỏ, nơi chúng nhận được áp suất đầu ra tối đa với quán tính tối thiểu. Tiếp theo, họ bước vào một tuabin lớn. Khi tốc độ tăng lên, các tuabin bắt đầu hoạt động cùng nhau. Van bypass dần dần mở ra và bắt đầu quay dần tuabin thứ hai, để khí chảy trực tiếp qua nó. Khi tốc độ tăng lên tối đa, van mở hoàn toàn và tuabin lớn bắt đầu hoạt động hết công suất và không khí chảy từ nó vào động cơ.
Động cơ tăng áp không đơn giản như vẻ ngoài của nó; có rất nhiều hiểu lầm và điều không chắc chắn xung quanh chủ đề này. Một trong số đó là về hai cấu trúc: “bi-turbo” và “twin-turbo”. Cách đây không lâu, tôi đã đích thân chứng kiến một cuộc trò chuyện giữa hai chủ xe, một người khẳng định có sự khác biệt, còn người kia khẳng định không có gì khác biệt! Vì vậy, sự thật là gì? Thật vậy, hai cấu trúc của động cơ TURBO này khác nhau như thế nào, chúng ta cùng tìm hiểu nhé...
Thành thật mà nói, tất nhiên sẽ có sự khác biệt, nhưng nó sẽ không mang tính phân loại! Chỉ vì những cái tên được lấy từ nhà sản xuất khác nhau, những người lắp đặt các thiết bị của họ với bố cục và cấu trúc khác nhau.
Tuy nhiên Hệ thống "Bi-turbo" và "Twi-nturbo" - về cơ bản là giống nhau. Nếu bạn lấy tiếng anh và nhìn vào ký hiệu Bi-Turbo và Twin-Turbo, bạn có thể thấy hai tiền tố « Bi" và " sinh đôi" - nếu dịch đại khái thì ra - “TWO” hoặc “TWO”. Không gì khác hơn là chỉ định cho sự hiện diện của hai tuabin trên một động cơ và cả hai tên đều có thể được áp dụng cho cùng một động cơ, nghĩa là chúng hoàn toàn có thể thay thế cho nhau. Những cái tên này không mang bất kỳ sự khác biệt kỹ thuật nào nên đây là “tiếp thị trần trụi”.
Hai tuabin cho mỗi động cơ - bằng cách nào và tại sao?
Bây giờ câu hỏi có thể nảy sinh: tại sao? Thật đơn giản, chỉ có hai câu hỏi được thiết kế để giải quyết:
- Loại bỏ, chúng ta có thể nói rằng đây là vấn đề chính.
- Tăng sức mạnh.
- Cấu trúc động cơ.
Có lẽ tôi sẽ bắt đầu với điểm đơn giản nhất - đây kết cấu động cơ . Tất nhiên, thật dễ dàng để cài đặt một turbo khi bạn có động cơ 4 hoặc 6 xi-lanh thẳng hàng. Chỉ có một bộ giảm âm. Nhưng phải làm gì khi bạn có động cơ hình chữ V? Và ba đến bốn xi-lanh mỗi bên, sau đó có hai bộ giảm âm! Vì vậy, họ đặt một tuabin có công suất trung bình hoặc thấp trên mỗi chiếc.
Loại bỏ độ trễ turbo – như tôi đã viết ở trên, đây là nhiệm vụ số “1”. Vấn đề là động cơ tăng áp bị hỏng - khi nhấn ga, khí thải cần phải đi qua và làm quay cánh quạt tuabin, lúc này công suất “chệch”, có thể từ 2 đến 3 giây! Và nếu bạn cần thực hiện thao tác vượt tốc độ cao thì không an toàn! Vì vậy, họ lắp đặt nhiều loại tua-bin khác nhau và thường là máy nén + tua-bin. Một người làm việc cho vòng quay thấp, tức là khi bắt đầu, để tránh "độ trễ turbo", lần thứ hai - ở tốc độ khi bạn cần rời khỏi lực kéo.
Tăng sức mạnh – đây là trường hợp tầm thường nhất. Tức là để tăng công suất động cơ, người ta lắp một bộ công suất mạnh khác vào tua-bin công suất thấp nên có 2 bộ trong số đó thổi, giúp tăng năng suất đáng kể. Nhân tiện, trên một số xe đua, cũng có ba và thậm chí bốn tuabin, nhưng điều này rất phức tạp và theo quy luật, không nối tiếp!
Đây thực sự là những giải pháp mà “TWINTURBO” hoặc “BITURBO” được sử dụng và bạn biết đấy, đây thực sự là lối thoát để loại bỏ độ trễ turbo và tăng công suất.
Về kết cấu
Ngày nay, nhiều ô tô chỉ sử dụng hai kết cấu chính - bố trí hai tuabin. Đây là song song và tuần tự (còn được gọi là tuần tự).
Ví dụ, một số Mitsubishi có “TWINTURBO”, nhưng hoạt động song song, như tôi đã lưu ý ở trên, có nghĩa là hai tua-bin trên một động cơ V6, mỗi bên một tua-bin. Họ thổi vào nhà sưu tập chung. Nhưng ví dụ trên một số AUDI cũng có hoạt động song song trên động cơ V6 nhưng tên là “BITURBO”.
Xe Toyota, đặc biệt là SUPRA, có sáu bộ tăng áp thẳng hàng, nhưng cũng có hai bộ tăng áp - chúng hoạt động theo thứ tự phức tạp, hai bộ có thể hoạt động cùng một lúc, một bộ có thể hoạt động, bộ kia thì không, chúng có thể bật luân phiên . Tất cả phụ thuộc vào phong cách lái xe của bạn - công việc này đạt được nhờ các van rẽ nhánh “khó tính”. Đây là công việc song song nối tiếp dành cho bạn.
Như trên một số xe SUBARU - chiếc thứ nhất (nhỏ) bơm không khí ở tốc độ thấp, chiếc thứ hai (lớn) chỉ được kết nối khi tốc độ tăng lên đáng kể, ở đây bạn có kết nối song song.
Vậy là vẫn có sự khác biệt hay không có sự khác biệt nào cả? Bạn biết đấy, đằng sau hậu trường, các nhà sản xuất vẫn phân biệt hai tòa nhà này, chúng ta hãy đi vào chi tiết hơn.
BI-TURBO (BI-BỘ TĂNG ÁP)
Theo quy định, đây là hai tuabin được mắc nối tiếp. Một ví dụ nổi bật là SUBARU - một cái nhỏ và một cái lớn khác.
Cái nhỏ quay nhanh hơn nhiều, bởi vì nó không có nhiều năng lượng quán tính - về mặt logic, nó được đưa vào công ở phía dưới, tức là đầu tiên. Đối với tốc độ thấp và vòng quay thấp, điều này là khá đủ. Nhưng khi tốc độ cao và ở tốc độ vòng/phút, “đứa bé” này thực tế vô dụng, ở đây cần một lượng khí nén lớn hơn nhiều - một tuabin thứ hai, nặng hơn và mạnh hơn được bật. Cung cấp sức mạnh và hiệu suất cần thiết. Sự sắp xếp tuần tự này mang lại điều gì trong BI-TURBO? Đây gần như là việc loại bỏ độ trễ turbo (tăng tốc thoải mái) và hiệu suất cao ở tốc độ cao khi lực kéo vẫn được duy trì ở tốc độ trên 200 km/h.
Cần lưu ý rằng chúng có thể được lắp đặt cả trên động cơ V6 (có tuabin riêng ở mỗi bên) và trên phiên bản thẳng hàng (ở đây, ống xả có thể được chia ra, ví dụ, một luồng từ hai xi-lanh và một luồng khác từ hai cái còn lại).
Những nhược điểm bao gồm chi phí cao và công việc cần thiết để thiết lập một hệ thống như vậy. Rốt cuộc, việc điều chỉnh tốt các van bypass được sử dụng ở đây. Vì vậy, cần phải lắp đặt trên các dòng xe thể thao đắt tiền như TOYOTA SUPRA hoặc trên ô tô tầng lớp ưu tú– MASERATTI, ASTON MARTIN, v.v.
TURBO ĐÔI (ĐÔI-BỘ TĂNG ÁP)
Nhiệm vụ chính ở đây không phải là loại bỏ “độ trễ turbo”, mà là tối đa hóa năng suất (phun khí nén). Theo quy định, một hệ thống như vậy hoạt động trên tốc độ cao, khi một bộ tăng áp không thể chịu được tải tăng lên trên nó thì một bộ tăng áp khác cùng loại được lắp đặt (song song). Chúng cùng nhau bơm lượng không khí nhiều gấp đôi, giúp bạn tăng hiệu suất gần như nhau!
Nhưng còn tình trạng “độ trễ turbo” đang tràn lan ở đây thì sao? Nhưng không, cô ấy cũng bị đánh bại một cách hiệu quả chỉ theo một cách hơi khác. Như tôi đã nói, các tuabin nhỏ quay nhanh hơn nhiều, vì vậy hãy tưởng tượng - chúng thay thế 1 cái lớn bằng 2 cái nhỏ - hiệu suất thực tế không giảm (chúng hoạt động song song), nhưng “YAMA” biến mất vì phản ứng nhanh hơn . Do đó, nó tạo ra lực kéo bình thường từ phía dưới.
Việc cài đặt có thể giống như đối với các mô hình nội tuyến các đơn vị năng lượng, và hình chữ V.
Việc sản xuất và lắp đặt rẻ hơn nhiều nên cấu trúc này được nhiều nhà sản xuất sử dụng.
Tua bin + máy nén
Điều này cũng có thể được gọi là “BI-TURBO” hoặc “TWIN-TURBO” - bất cứ điều gì bạn muốn. Trên thực tế, cả máy nén và tùy chọn turbo đều thực hiện cùng một công việc, chỉ có một (cơ khí) ở phía dưới hiệu quả hơn nhiều, cái còn lại (từ khí thải) ở phía trên! .
TRONG những năm trước công ty xe hơi Họ ngày càng bắt đầu sử dụng hệ thống tăng áp trong động cơ của mình. Bằng cách này, chúng bù đắp cho xu hướng giảm dịch chuyển và hậu quả là giảm sức mạnh. Nhưng nếu trước đây động cơ chỉ sử dụng một tuabin thì bây giờ có thể có một vài tuabin. Hãy cùng tìm hiểu điều gì ẩn giấu đằng sau những thuật ngữ bí ẩn “bi-turbo” và “twin-turbo”?
Nếu bạn “đào sâu hơn”, thì thực tế không có sự khác biệt nào, và sự khác biệt giữa “bi-turbo” và “twin-turbo” nằm ở cách tiếp cận khác nhau của các kỹ sư và thủ thuật tiếp thị các công ty. Một số người đam mê ô tô tin rằng sự khác biệt giữa hệ thống tăng áp kép và tăng áp kép phản ánh mô hình hoạt động của toàn bộ hệ thống tăng áp, chẳng hạn như tuần tự hoặc song song. Và họ sẽ đúng một phần. Nhưng để hiểu hết vấn đề, chúng ta hãy hiểu bản chất của hệ thống tăng áp.
Để tăng công suất động cơ, ba hệ thống phun khí khác nhau được sử dụng:
- cộng hưởng;
- cơ khí;
- khí động lực.
Thuật ngữ “tăng áp” đề cập đến lựa chọn thứ hai – khí động lực. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên tắc cung cấp không khí cho xi lanh động cơ thiết bị đặc biệt gọi là bộ tăng áp. Một thiết bị như vậy bao gồm một bộ phận máy nén và một tuabin khí. Hai bộ phận độc lập này nằm trên cùng một trục truyền động, tuabin khí được dẫn động bằng khí thải được lấy ra từ xi lanh động cơ. Trục truyền động Theo đó, nó bắt đầu quay bộ phận máy nén và bơm không khí vào các xi lanh.
Ưu điểm chính của hệ thống như vậy là không có tổn thất điện năng liên quan đến việc loại bỏ một phần năng lượng khỏi động cơ. Hạn chế chính của nó có thể được coi là hiệu ứng "độ trễ turbo".
Sau này, hệ thống tăng áp kép được thiết kế để chống lại. Bản chất của khái niệm “độ trễ turbo” nằm trên bề mặt - áp suất của khí thải khi tăng tốc từ trạng thái dừng không đủ để bơm nhanh không khí vào xi-lanh. Nếu bạn nhấn mạnh bàn đạp ga, xe sẽ thực tế không phản ứng với hành động này và chỉ sau vài giây, xe sẽ bắt đầu tăng tốc với một cú giật đáng chú ý. “Bệnh” này chỉ ảnh hưởng đến những động cơ được trang bị hệ thống tăng áp khí động, động cơ được trang bị bộ tăng áp cơ học không bị tính năng này.
Việc sử dụng hệ thống "bi-turbo" và "twin-turbo" cho phép bạn gần như hoàn toàn quên đi khái niệm độ trễ turbo. Chúng ta đã đề cập đến phần lý thuyết của hệ thống bơm hơi, bây giờ chúng ta cần hiểu lý do tại sao bộ tăng áp thứ hai được sử dụng trong các hệ thống như vậy.
Vì vậy, các kỹ sư cần tăng áp suất bơm vào xi lanh và điều này có thể đạt được bằng hai cách.
Phương pháp đầu tiên là sử dụng một bộ tăng áp nhỏ hơn, mà ngay cả một lượng nhỏ khí thải cũng đủ để bơm không khí một cách hiệu quả vào tuabin thứ hai, lớn hơn. Sau khi chạm áp suất tối đa một tuabin lớn bắt đầu cung cấp lượng không khí cần thiết cho các xi lanh. Cấu trúc này của hệ thống tăng áp được gọi là tuần tự hoặc biturbo. Hiệu quả lớn nhất của hệ thống như vậy được thể hiện ở các động cơ thẳng hàng có dung tích nhỏ và do đó tạo ra một lượng nhỏ khí thải. Một trong những công ty chính sử dụng loại này hệ thống tăng áp, chúng ta có thể đặt tên cho Alpina của Đức, sử dụng động cơ thẳng hàng của BMW. Công ty đặc biệt nhấn mạnh điều này trong tên các mẫu xe của mình.
Phương pháp thứ hai liên quan đến việc sử dụng hai bộ tăng áp có kích thước giống hệt nhau trong thiết kế hệ thống tăng áp. Hơn nữa, chúng không được cài đặt nối tiếp (như trong trường hợp đầu tiên) mà song song. Nói cách khác, chúng hoạt động độc lập với nhau. Tùy chọn này thường được gọi là tăng áp kép. Bản chất của hệ thống như vậy là tách biệt “khu vực chịu trách nhiệm”, nghĩa là mỗi tuabin nhận được lượng khí thải cần thiết từ phần xi lanh của nó.
Việc sử dụng hợp lý nhất của hệ thống như vậy là Động cơ chữ V, theo quy luật, có khối lượng làm việc lớn. Mỗi khối động cơ như vậy có một bộ tăng áp và kết quả là mỗi tuabin nhận được dòng khí thải riêng. Việc lắp đặt song song các tuabin được các nhà sản xuất ô tô của Anh và Đức sử dụng rộng rãi nhất. Công ty BMW, công ty đã kiên quyết từ chối chế tạo động cơ tăng áp trong một thời gian dài, đã quyết định bắt kịp và lắp đặt một hệ thống như vậy ngay cả trên các động cơ nội tuyến của mình.
Chúng ta có thể kết luận rằng cả hai hệ thống đều được thiết kế để chống lại kẻ thù chính của tất cả các động cơ tăng áp - độ trễ turbo. Hệ thống bitubro và tăng áp kép dựa trên cùng một nguyên tắc sử dụng hai bộ siêu nạp để tạo áp suất không khí vào xi-lanh. Và sự khác biệt chính giữa chúng là cách chúng được lắp đặt trên động cơ và sự khác biệt trong thiết kế bộ tăng áp. Hãy nhớ rằng, bi-turbo có nghĩa là sử dụng hai bộ siêu nạp kích cỡ khác nhau, tăng áp kép (twinturbo) - hai bộ tăng áp có cùng kích thước. VỚI điểm kỹ thuậtỞ góc độ nào đó, cả hai thuật ngữ đều có thể được gọi là thuật ngữ tiếp thị và việc sử dụng loại nào tốt hơn là do chính nhà sản xuất ô tô quyết định.
- , ngày 17 tháng 6 năm 2015
Bi-turbo (biturbo) là hệ thống tăng áp bao gồm hai tuabin mắc nối tiếp. Trong hệ thống như vậy, 2 tuabin được sử dụng, một nhỏ và một lớn, điều này được thực hiện vì tuabin nhỏ quay nhanh hơn nhiều và bắt đầu hoạt động trước, sau đó, khi đạt tốc độ động cơ cao hơn, tuabin thứ hai, lớn hơn sẽ quay và thêm đáng kể lượng không khí nạp vào. Bằng cách này, trước hết, độ trễ được giảm thiểu, đặc tính tăng tốc khá êm ái của ô tô được hình thành mà không có đặc tính giật của tua bin lớn và có thể sử dụng tua bin lớn trên động cơ lắp trên ô tô không chỉ dành cho lái xe trên đường đường đua mà còn trên đường thành phố, nơi có thể vặn máy luôn không ăn được luôn mà lại bị thêm sức mạnh từ một động cơ nhỏ có ý nghĩa, vì một số lý do, chẳng hạn như liên quan đến luật thuế của một quốc gia nhất định về dung tích động cơ. Hệ thống tăng áp kép rất đắt tiền nên chúng thường được lắp đặt sản xuất hàng loạt trên ô tô. cao cấp, chẳng hạn như MASERATI hoặc ASTON MARTIN (máy nén ở đó).
Hệ thống như vậy có thể được lắp đặt cả trên động cơ V6, mỗi tuabin sẽ treo trên đầu riêng dọc theo ống xả, cửa nạp chung và trên động cơ thẳng hàng, ví dụ như động cơ 4 thẳng hàng, trong trường hợp này là Các tua-bin có thể được bật song song dọc theo ống xả, 2 xi-lanh mỗi cái, 2 xi-lanh khác và tuần tự - đầu tiên là tua-bin lớn, sau đó là tua-bin nhỏ. Ngoài ra còn có các lựa chọn khi khí thải chỉ từ 2 xi-lanh tiếp cận tuabin nhỏ và khí thải lớn tương ứng từ 2 xi-lanh còn lại và từ đầu ra của tuabin nhỏ.
Tăng áp kép (twinturbo) - trong hệ thống này, không giống như hệ thống tăng áp kép, nhiệm vụ chính không phải là giảm độ trễ mà là đạt được năng suất cao hơn trong không khí được bơm hoặc áp suất tăng cao hơn. Hiệu suất không khí được bơm là cần thiết trong trường hợp động cơ hoạt động ở tốc độ cao, tiêu thụ nhiều không khí hơn khả năng cung cấp của tuabin, do đó có thể giảm áp suất tăng áp. Hệ thống Twinturbo sử dụng hai tuabin giống hệt nhau. Theo đó, hiệu suất của hệ thống như vậy cao gấp 2 lần so với hệ thống gồm một tuabin, trong khi nếu bạn sử dụng 2 tuabin nhỏ có hiệu suất bằng một tuabin lớn thì bạn có thể đạt được hiệu quả giảm độ trễ với hiệu suất giống hệt nhau. . Cũng có những tình huống khi hiệu suất của các tuabin lớn hiện có là không đủ, chẳng hạn như khi chế tạo động cơ xe kéo, thì sự kết hợp của 2 tuabin cũng được sử dụng. Sơ đồ này, giống như phiên bản biturbo, có thể hoạt động cả trên động cơ có đầu khum hình chữ V và động cơ nội tuyến. Các tùy chọn để bật tua-bin cũng giống như trong biturbo.
Ngoài ra còn có hệ thống bao gồm 3 tuabin giống hệt nhau trở lên, kết quả cũng giống như ở tuabin đôi. Những hệ thống như vậy thường không được sử dụng phổ biến trong dân dụng và thường được sử dụng để chế tạo động cơ thể thao mạnh mẽ cho những chiếc ô tô tham gia đua xe kéo.
Trong các động cơ tăng áp hiện đại (đặc biệt là động cơ diesel RRS V8), tuabin có hình dạng cánh quạt thay đổi. Điều này giảm thiểu vấn đề độ trễ turbo và mang lại tiềm năng tăng áp cao ngay cả ở tốc độ động cơ thấp nhất. Ngoài ra, nó còn giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn.
